宜昌冷冻透射电镜技术
冷冻电子显微镜技术中电子断层扫描重构技术:电子断层扫描技术是从一个物体的投影图像重构获得物体内部结构的技术,通过获取同一物体的多个连续角度下的二维投影图来反向重构它的三维结构。简单地说,电子断层扫描技术就是将一个物体(样品)沿着一个与电子束垂直的轴旋转,每旋转一个角度,采集这个物体在相对应方向上的二维投影像,通过对这些二维投影图的处理(相互配准),将不同角度的二维投影图反向重构(如加权背投影等方法),获得样品整体三维结构的技术。电子断层成像适合于在纳米级尺度上研究不具有结构均一性的蛋白、病毒、细胞器以及它们之间组成的复合体的三维结构。与电子晶体学和单颗粒技术相比,这种技术无需样品颗粒具有结构同一性,也不强调样品具有一定的对称性。因此,虽然目前电子断层成像所获得的结构的分辨率(约4~10纳米)不能与以上两种技术相比,但其在研究非定形、不对称和不具全同性的生物样品的三维结构和功能中有着不可替代的作用。冷冻电镜技术之冷冻透射电镜优点:透镜多,光学性能好。宜昌冷冻透射电镜技术
冷冻电镜技术工作流程:做好前面的工作就需要设定较佳的参数(比如:欠焦值、放大倍数和电子剂量等),记录这些样品区域的大量图像,用手工或半自动程序框取那些离散的分子形成的投影图。然后就是三维结构搭建。由于电子可能对非常敏感的样品造成辐射损伤,所以单颗粒冷冻电镜只能采用非常低的电子量,而这种电镜2D投影图像有非常大的背景噪声。为提高图像分辨率,研究人员首先需要提出一个初始的3D模型,然后对捕获的单颗粒2D图像进行分选。湖州单颗粒冷冻电镜技术冷冻电镜技术,是在低温下使用透射电子显微镜观察样品的显微技术。
冷冻电镜技术的应用情况:近年来,冷冻电镜技术在全球范围被大众所熟知,并且被越来越多的学术界和跨国制药企业所采用。在药物研发方面,多个跨国公司已经将冷冻电镜技术用于药物发现。虽然冷冻电镜技术属于前沿技术,但目前已经有利用冷冻电镜基于结构研发的药物进入临床试验。冷冻电镜技术在药品开发过程中的应用实例,进一步说明该技术在药品(生物制品)的质量方面有前瞻性的意义。在回顾技术应用的同时,也看到了未来冷冻电镜技术在新药研发方面的几个前瞻方向。我们相信冷冻电镜在基于结构的药物设计、生物制剂高级结构表征、冷链运输过程中的质量控制中将发挥越来越重要的作用。
单颗粒冷冻电镜技术二维图像分析——颗粒图像的匹配与分类:二维颗粒图像的分类是获取三维结构过程的第一步。对二维图像的分析包括两部分:颗粒图像的匹配和颗粒图像的分类。匹配的过程通常会对颗粒图像应用一些变换操作,通过关联函数去判断不同颗粒图像之间的相似程度。图像匹配的算法主要分为两种,即不依赖模型的方法和基于模型的方法,取决于是否存在利用样本先验信息得到的模板。随着图像匹配的完成,颗粒图像需要进行分类。主要利用多元统计分析和主成分分析方法等算法,其他流行的二维颗粒分类技术还有神经网络分类,将图像在二维空间自组织映射(self-organisingmapping,SOM)再进行分类和排序。二维图像分析的目的是,首先通过图像匹配消除旋转和平移的误差,利用类内紧致、类间离散的原则进行图像分类,较终可以对类内颗粒图像进行平均,提高信噪比,从而实现对高分辨率三维结构的构建。冷冻电镜“分辨率改变”使其成为获得优于3Å结构的常规技术。
冷冻电镜技术助力快速、高效的新药研发:分子生物学兴起后,基于靶点的药物发现逐渐成为主流新药研发模式。通常通过结构生物学方法获得靶点及靶点-受体相互作用的结合位点。将靶点结构和结合位点作为模型进行虚拟筛选,并通过高通量的方法获得可能结合的潜在分子,并进一步通过结构生物学方法直接解析靶点-潜在分子的高分辨率结构,进行潜在分子的确认。冷冻电镜“分辨率改变”使其成为获得优于3Å结构的常规技术。高分辨率的结构能够清晰地描绘靶点与潜在分子相互作用的信息,包括结合表位、配体手性等,为潜在化合物的结构改造提供了指导。新的疾病或者突发流行病需要进行从头药物设计研究,这些应对性的药物研发需要有大量基础研究的积累。冷冻电镜技术既完美契合了结构生物学的基础研究,又能够助力加速基于结构的药物研发。将冷冻样品保持低温放置在透射电子显微镜下观察,从而获得生物大分子的结构,被称为冷冻电镜技术。徐州冷冻透射电子显微镜技术原理
冷冻电镜技术与X射线晶体学、核磁共振一起构成了高分辨率结构生物学研究的基础。宜昌冷冻透射电镜技术
冷冻电镜是什么?冷冻电镜技术的应用:冷冻电镜主要用于扫描电镜的很低温冷冻制样和传输技术,英文名Cryo-SEM,利用冷冻电镜技术可实现直接观察液体和半液体及对电子束敏感的样品,如生物、高分子材料等。尤其是在戴口罩戴口罩中,利用冷冻电镜技术可解析病毒结构、推测其侵染人体细胞的路径等传播原理发挥了重要作用,为人类攻坚戴口罩防护、研发疫苗提供了重要的理论依据。冷冻电镜是什么?样品经过很低温冷冻、断裂、镀膜制样(喷金/喷碳)等处理后,通过冷冻传输系统放入电镜内的冷台(温度可至-185℃)即可进行观察。其中,快速冷冻技术可使水在低温状态下呈玻璃态,减少冰晶的产生,从而不影响样品本身结构,冷冻传输系统保证在低温状态下对样品进行电镜观察。宜昌冷冻透射电镜技术
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